一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件的制作方法

1.本实用新型涉及脉冲组件技术领域，尤其是涉及一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件。


背景技术：

2.高度表是测量飞行体距离地面的高度的设备。测量时，发射机经发射天线向地面发射无线电波，接收机将先后接收到的由发射机直接传来的的电波和经地面反射后的回波进行比较，两束波束存在有时间差，时间差正比例于被测的高度，测量出时间差，就可得到飞行器的高度。高度表有调频式和脉冲式两种类型。脉冲式高度表发射机发射的是离散脉冲，需要测量发射脉冲和反射脉冲之间的时间差。
3.脉冲收发组件是高度表系统的重要组成部分，主要完成以下功能，为高度表提供发射脉冲信号，另外对接收的信号进行处理，恢复出脉冲信号，供信号处理单元进行处理，得到目标的高度信息。目前随着小型无人机技术的发展，对收发组件的体积和重量有了严格的限制，对收发组件的小型化要求越来越迫切。
4.以前研制的脉冲收发组件，体积较大，包含发射组件和接收组件，每个组件体积达210mm*98mm*22mm，总重量在2kg左右，难以适应新型号的要求。
5.实现小型化的收发组件，存在以下技术难点：
6.1.收发隔离度问题
7.收发组件对收发隔离要求较高，要求100db以上。指标较差时，会引起整机容易跟踪假目标，工作状态不稳定。小型化收发组件，由于结构限制，发射电路和接收电路在一个结构件中，空间距离有限，大大增加了的该指标的实现难度。
8.2.窄脉宽条件下agc电路。
9.整机测距范围在1～1000米之间，工作时收发组件的脉宽范围为45ns～500ns，需要agc电路需要对窄脉宽和宽脉宽都要进行稳定、可靠响应，脉冲延时保持恒定，也是组件设计的一个难点。
10.为此，提出一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的在于提供一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件，以解决上述背景技术中提出的问题。
12.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件，具体包括高速运算放大器(op1)、高输入阻抗运算放大器(op2)、轨到轨输入输出运算放大器(op3)，检波二极管，分压电阻，滤波电容、偏置电感，积分电容，隔值电容，还包括对脉冲检波放大电路单元，对峰值保持电路单元，对agc电压产生电路单元。
13.优选的，对脉冲检波放大电路单元，隔值电容c4一端接接收中频可控增益放大器输出，另一端接检波二极管d1正极，偏置电感l2接到电容c4和d1正的公共端,为检波二极管
d1提供直流通道，检波二极管d1负极接滤波电容c7和滤波电感l7，电感l7的另一端接电阻r2和r6，r2的另一端接运放op1正输入端，电阻r6的另一端接地,偏置电阻r13一端与滤波电容c1一端及运放op1的正电源端都接到正电输入端，偏置电阻r13另一端与电阻r10一端接到运放op1的负输入端，电阻r10的另一端与滤波电容c8一端及运放op1的负电源端都接到负电源输入端，电阻r5和电阻r7的公共端也接到运放op1的负输入端，电阻r5另一端接到运放op1的输出端，电阻r7的另一端接地。
14.优选的，对峰值保持电路单元，电阻r3一端接运放op1的输出端，另一端接检波二极管d2正极及滤波电容c11的一端，检波二极管d2的负极与滤波电容c9一端和电阻r4的一端都接到运放op2的正输入端，电容c9和电阻r4的另一端接地，运放op2负输入端与输出端连接到一起，运放op2的正电源端与电容c6的一端接到正电输入端，运放op2的负电源端接地。
15.优选的，对agc电压产生电路单元，电阻r11接到运放op2的输出端，另一端与电阻r8、电阻r9的一端相连，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端与滤波电容c10的一端相连后再接到运放op3的正输入端，滤波电容c2、c3及电阻r1一端及运放op3的正电源端接到正电输入端,电阻r1的另一端、电阻r4一端及电阻r12一端相连后接到运放op3的负输入端，电容c5一端与电阻r4一端相连，另一端接到运放op3的正输出端，然后接到中频可控增益放大器的电压控制端。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.实现了一个小型化的脉冲收发组件，内部集成了发射电路、接收电路、频率源电路等，体积由两个210mm*98mm*22mm的发射模块和接收模块，减小到一个86mm*68mm*11mm收发一体模块，重量由2kg减小为0.12kg。电路设计新颖，解决了小体积下收发隔离度的技术难题，满足了整机需求，获得了良好的社会和经济效益，收脉冲恢复及控制电路设计新颖，通过调整运放的直流偏置电压，抑制了脉冲噪声，输出脉冲稳定可靠，满足了整机要求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型的收发组件原理框图；
20.图2为本实用新型的接收脉冲恢复及控制电路原理图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：
23.一种用于高度表系统的小型化脉冲收发组件，具体包括高速运算放大器(op1)、高
输入阻抗运算放大器(op2)、轨到轨输入输出运算放大器(op3)，检波二极管，分压电阻，滤波电容、偏置电感，积分电容，隔值电容，还包括对脉冲检波放大电路单元，对峰值保持电路单元，对agc电压产生电路单元。
24.优选的，对脉冲检波放大电路单元，隔值电容c4一端接接收中频可控增益放大器输出，另一端接检波二极管d1正极，偏置电感l2接到电容c4和d1正的公共端,为检波二极管d1提供直流通道，检波二极管d1负极接滤波电容c7和滤波电感l7，电感l7的另一端接电阻r2和r6，r2的另一端接运放op1正输入端，电阻r6的另一端接地,偏置电阻r13一端与滤波电容c1一端及运放op1的正电源端都接到正电输入端，偏置电阻r13另一端与电阻r10一端接到运放op1的负输入端，电阻r10的另一端与滤波电容c8一端及运放op1的负电源端都接到负电源输入端，电阻r5和电阻r7的公共端也接到运放op1的负输入端，电阻r5另一端接到运放op1的输出端，电阻r7的另一端接地。
25.优选的，对峰值保持电路单元，电阻r3一端接运放op1的输出端，另一端接检波二极管d2正极及滤波电容c11的一端，检波二极管d2的负极与滤波电容c9一端和电阻r4的一端都接到运放op2的正输入端，电容c9和电阻r4的另一端接地，运放op2负输入端与输出端连接到一起，运放op2的正电源端与电容c6的一端接到正电输入端，运放op2的负电源端接地。
26.优选的，对agc电压产生电路单元，电阻r11接到运放op2的输出端，另一端与电阻r8、电阻r9的一端相连，电阻r8的另一端接地，电阻r9的另一端与滤波电容c10的一端相连后再接到运放op3的正输入端，滤波电容c2、c3及电阻r1一端及运放op3的正电源端接到正电输入端,电阻r1的另一端、电阻r4一端及电阻r12一端相连后接到运放op3的负输入端，电容c5一端与电阻r4一端相连，另一端接到运放op3的正输出端，然后接到中频可控增益放大器的电压控制端。
27.工作原理：本实用新型的脉冲检波放大电路单元工作过程如下：来自中频可控增益放大器的中频脉冲信号，经隔值电容c4加载到检波二级管d1上，电感l2为检波二极管d2正极提供直流偏置，电感l2对中频信号阻抗表现为高阻，对直流信号阻抗的低阻。利用检波二级管正向导通、反向截止特性，中频信号通过二极管d1后，在d1的负极形成正向中频脉动信号，通过电偶c7和电感l1进行滤波，得到了中频脉冲的包络信号，接到高速运放op1的正输入端，电阻r6为检波二级管的负极提供直流偏置。反馈电阻r5和接地电阻r7的比值确定了运放的增益。由于中频输入信号是从小信号放大后得到的，包含了噪声信号，检波后的脉冲底部曲线也包含了噪声，通过偏置电阻r13和r10调整运放负输入端的电压，使其大于脉冲底部的的噪声最大电压，经运放op1放大后，脉冲底部的噪声电压被截断到0电平以下，脉冲顶部的电压被正常放大,可得到干净的输出视频脉冲信号。
28.本实用新型的峰值保持电路单元工作过程如下：来自脉冲检波放大电路输出的视频脉冲信号，通过电阻r3和电容c3，滤除脉冲的振铃信号，加载到检波二极管d2的正极，电容c9为保持电容，高输入阻抗运放op2设计为增益为1的射随器形式，正端输入阻抗很高，接近开路。当脉冲到来后，二极管d2导通，脉冲对电容c9进行充电，脉冲过后，由于二极管反向截止特性，以及运放输入端的高阻抗特性，电容c9的电荷不能释放，会保持到下一个脉冲到来，这样就在电容c9上保持了脉冲的峰值电压。电路中电阻r9用来调整峰值电路的放电常数，使电路峰值电压的保持时间在合适范围内。由于运放op2的电路形式为增益为1的射随
器，正输入端、负输入端和输出端电压相同，这样正输入的脉冲峰值取样电压经op2后，就转换为低阻输出，驱动后级的agc电压产生电路。
29.本实用新型的agc电压产生电路单元工作过程如下：来自峰值保持电路单元产生的峰值
30.保持电压经电阻r8、r11分压，再经电阻r9、c10滤波后，进入由运放op3的正输入端，运放op3与其反馈支路的电阻r4和电容c5，组成有源积分滤波电路。电阻r4和电容c5控制agc环路的时间常数。由电阻r1、r3组成的分压电路，控制agc电路的平衡点，当脉冲输出峰值电压超过平衡点电压时，有源积分滤波电路输出agc电压逐渐增加，控制中频可控增益放大器的增益降低，使中频脉冲输出幅度降低，进而使脉冲输出峰值电压降低，有源积分滤波电路的输出电压降低，逐渐达到平衡点的电压。这样agc输出电压与与被控的中频放大器增益形成平衡，产生稳定的视频脉冲的输出。
31.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。